Проект создания мультимедийной интерактивной обучающей системы по курсу «Программирование и основы алгоритмизации» для студентов ФАПИ

 

 

1.5. Анализ существующих разработок и обоснование выбора технологии проектирования

 

Курсы по подготовке к  ЕГЭ

Одним из основных понятий системы дистанционного обучения Moodle является курс. В рамках системы курс представляет собой не только средство организации процесса обучения в традиционном его понимании. Курс может являться просто средой общения круга заинтересованных людей в рамках одной тематики. Все курсы в рамках системы распределяются по категориям. Например, курсы «Демонстрация возможностей Moodle» и «Курс молодого бойца» располагаются в категории «Работа с системой дистанционного обучения Moodle». Названия категорий являются ссылками, при переходе по которым вы сможете увидеть список курсов только этой категории с расширенной информацией, которая включает список преподавателей курса и его описание. (Рис. 1. 6.).

Рис. 1.6. Курсы по подготовке к ЕГЭ

 

Со всей очевидностью возникла проблема унификации архитектур обучающих систем, структур и форматов данных для представления учебных материалов, моделей обучаемых, средств управления учебным процессом и компиляции индивидуализированных версий учебных пособий, отражающих последние научно-технические достижения.[14]

Для решения этой проблемы было создано несколько международных и национальных организаций, поставивших перед собой цель стандартизации компьютерных средств обучения на основе современных информационных технологий. Среди этих организаций выделяются:

IMS Global Learning Consortium - международный  образовательный консорциум, развивающий  концепцию, технологии и стандарты  обучения на базе системы управления  обучением IMS (Instructional Management System);

IEEE LTSC - IEEE Learning Technology Standards Committee - комитетстандартизациивобластитехнологийобучения, созданныйв IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers);

AICC - Aviation Industry CBT Committee - комитет  компьютерного обучения в авиационной  промышленности;

ADL - Advanced Distributed Learning Initiative Network - организация распределенного обучения, основанная департаментом политики  в области науки и технологий  в администрации президента США (OSTP - White House Office of Science and Technology Policy) и  министерством обороны США (DoD), как сеть распределенного обучения, обеспечивающая широкомасштабный доступ к образовательным ресурсам многих пользователей.[4]

Спецификации IMS

КонсорциумIMS создан в 1997 г. ведущими промышленными компаниями в области информационных технологий, университетами и правительственными органами нескольких стран.

Система IMS включает спецификации:

• IMS Content Packaging Specification - компоновка содержания учебников и учебных пособий;
• IMS Learner Information Package Specification – описание данных об обучаемом;
• IMS Metadata Specification - описание метаданных учебных материалов;
• IMS Digital Repositories Interoperability – описание связей разных репозиториев;
• IMS Question and Test Specification - описание типичных вопросов и средств тестирования;
• IMS Digital Repositories - описание хранилищ цифровых данных.[4]

Эти спецификации предназначены для обеспечения распределенного процесса обучения, открытости средств обучения, интероперабельности обучающих систем, обмена данными о студентах между электронными деканатами в системах открытого образования. Распространение IMS спецификаций должно способствовать созданию единой информационно-образовательной среды, развитию баз учебных материалов, в том числе благодаря объединению усилий многих авторов при создании электронных учебников и энциклопедий.[4]

Спецификация IMS Content Packaging Specification разработана в конце 2000 г. Совместимость учебных средств и систем обеспечивается применением специального формата (IMS Content Packaging XML format), основанного на языке разметки XML. Спецификация определяет функции описания и комплексирования учебных материалов, в том числе отдельных курсов и наборов пособий, в пакеты для сети КОС, поддерживающих концепции IMS. Пакеты (дистрибутивы) снабжаются сведениями, называемыми манифестом, о структуре содержимого, типах фрагментов, размещении учебных материалов. Манифест представляет собой иерархическое описание структуры со ссылками на файлы учебного материала. Каждый учебный компонент, который может использоваться самостоятельно, имеет свой манифест. Из манифестов компонентов образуются манифесты интегрированных курсов.[4]

Структура пакета учебника (учебных пособия) показана на рисунке1.7, а на рисунке 1.8. проиллюстрированы процедуры и роли участников учебного процесса, соответствующие концепции IMS.

Рис.1.7. Структура пакета по IMS

 

Рис. 1.8. Процедуры учебного процесса и роли участников в концепции IMS

Спецификация IMS Learner Information Package посвящена созданию модели обучаемого. Эта модель включает его идентификационные (биографические) данные, сведения, характеризующие уровень образования индивида, цели, жизненные интересы, предысторию обучения, владение языками, предпочтения в использовании компьютерных платформ, пароли доступа к средствам обучения и т.п. Эти сведения используются для определения средств и методики обучения, учитывающей индивидуальные особенности обучаемого. Они могут быть представлены в виде таблицы, иерархического дерева, объектной модели. Возможно использование рекомендаций этой спецификации для представления данных об авторах учебных материалов и преподавателях, что может быть полезно использовано в системах управления образовательным учреждением.[4]

Назначение спецификации IMS Digital Repositories Interoperability - унифицировать интерфейс между различными наборами ресурсов - базами учебных материалов (репозиторями), используемыми в разных обучающих системах. Обращаться к репозиториям могут разработчики курсов, обучаемые, администраторы репозиториев, программные агенты. В спецификации оговорены основные функции обращений к репозиториям, инвариантные относительно структуры наборов. Это функции помещения учебного ресурса в базу, поиска материала по запросам пользователя, компиляции учебного пособия. Система управления репозиторием при этом осуществляет запоминание вводимых данных, доставку и экспозицию запрошенного материала соответственно. Репозитории могут быть ориентированы на форматы SQL, XML, Z39.50. Формат Z39.50 используют для поиска библиотечной информации, формат XQuery (XML Query) - для поиска XML-метаданных, а протокол SOAP - для передачи сообщений. Доступ к репозиториям может быть непосредственным или через промежуточный модуль. [4]

Определены сценарии действий пользователей при записи нового материала в репозиторий, при корректировке имеющихся материалов, поиске метаданных как в одном, так и сразу во многих репозиториях и в случае посылки запроса по найденным метаданным непосредственно пользователем или программным агентом, заказе извещений на изменения в метаданных.[4]

Описание метаданных в документе IMS Learning Resource Meta-Data Information Model базируется на соответствующем документе, разработанном в IEEE LTSC (P1484.12. Спецификация определяет элементы метаданных и их иерархическую соподчиненность. В их число входят различные элементы, характеризующие и идентифицирующие данный учебный материал. Всего в спецификации выделено 89 элементов (полей), причем ни одно из полей не является обязательным. Примерами элементов метаданных могут служить идентификатор и название материала, язык, аннотация, ключевые слова, история создания и сопровождения материала, участники (авторы и спонсоры) создания или публикации продукта, его структура, уровень агрегации, версия, технические данные – формат, размер, размещение, педагогические особенности, тип интерактивного режима, требуемые ресурсы, ориентировочное время на изучение, цена, связь с другими ресурсами, место в таксономической классификации и др. Каждый элемент описывается такими параметрами, как имя, определение, размер, упорядоченность, возможно указание типа данных, диапазона значений, пояснение с помощью примера.[4]

Метаданные используются для правильного отбора и поиска единиц учебного материала, обмена учебными модулями между разными системами, автоматической компиляции индивидуальных учебных пособий для конкретных обучаемых.[4]

В документе IMS Question and Test Specification описана иерархическая структура тестирующей информации (с уровнями пункт, секция, тест, банк) и даны способы представления заданий (вопросов), списка ответов, разъяснений и т.п. В спецификации приведены классификация форм заданий, рекомендации по сценариям тестирования и обработке полученных результатов.[4]

 

ГЛАВА 2. ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ

 

 

2.1. Информационное обеспечение задачи

 

В проектной части приведено детальное описание проектирования электронных учебных курсов для дистанционного обучения в среде Moodle. Приведен алгоритм разработки, эксплуатации и последующего сопровождения.

Дистанционное обучение (ДО) — взаимодействие учителя и учащихся между собой на расстоянии, отражающее все присущие учебному процессу компоненты (цели, содержание, методы, организационные формы, средства обучения) и реализуемое специфичными средствами Интернет – технологий или другими средствами, предусматривающими интерактивность.[9]

Дистанционное обучение позволяет:

1. снизить затраты на проведение обучения (не требуется затрат на аренду помещений, поездок к месту учебы, как учащихся, так и преподавателей и т. п.);
2. проводить обучение большого количества человек;
3. повысить качество обучения за счет применения современных средств, объемных электронных библиотек и т.д.
4. создать единую образовательную среду (особенно актуально для корпоративного обучения).[15]

Одним из наиболее эффективных активных методов освоения обучаемыми средств мультимедийного представления информации являются проекты, основанные на конструировании мультимедиа ресурсов самими обучаемыми в процессе дистанционного обучения. Среди множества целей построения и использования мультимедийных ресурсов в системе открытого образования можно выделить две основные группы:

• формирование у обучаемых технологических умений работы с современными телекоммуникационными средами,
• формирование интеллектуальных информационных умений[4].

Рекомендаций, которых следует придерживаться в ходе разработки мультимедийных средств обучения и учебных проектов. На рисунке 2. 1 представлены этапы проектирования мультимедийных курсов.   В их числе:

• включение в мультимедийные средства содержательных и методических подсказок, комментариев и разъяснений различных моделируемых ситуаций;
• обеспечение в ходе педагогического использования мультимедийной информации этапности обучения с варьированием целей каждого этапа, начиная от формирования общих представлений о мультимедиа технологиях и телекоммуникациях и заканчивая формированием умений учащегося самостоятельно представлять ту или иную мультимедийную информацию, формированием общей информационной культуры;
• нацеливание мультимедийных средств и ресурсов на обучение технологическим и интеллектуальным умениям в индивидуальном режиме,
• ориентация на формирование умения противостоять негативному воздействию информационных технологий;
• использование мультимедийных средств, повышающих наглядность и отвечающих эргономическим требованиям;
• четкое определение позиции преподавателя в ходе индивидуализированного практического использования мультимедийных ресурсов: выбор учебных заданий и приемов, наиболее подходящих к различным группам учащихся, учет индивидуальных особенностей обучаемых и психологических особенностей восприятия информации ими, особенностей группы и характер учебной взаимопомощи; сближение дистанции между педагогом и обучаемым и ведение проблемных дискуссий с преподавателем в роли ведущего; максимальное сохранение интерактивного режима, решение образовательных задач в индивидуальном ритме[5].

Рис. 2.1. Этапы проектирования мультимедийных курсов

 

 

2.2. Программное обеспечение  задачи

 

Условием обеспечения самоокупаемости и развития ДО является соблюдение принципа подчиненности физической и человеческой инфраструктуры учебному плану. Для эффективной деятельности вДО авторам и преподавателям необходима поддержка со стороны технического и методологического персонала на трех уровнях:

1. Учебный дизайн – проектирование дистанционного учебного процесса на основе информационных технологий для каждого курса;
2. Технический дизайн – изготовление мультимедийных продуктов (аудио, видео, анимация), графики, интерфейса веб - компонента и аудио-/видеоконференций, HTML-разметка и веб - дизайн, программирование компьютерных симуляций, тиражирование и т.д.;
3. Администрирование технологической инфраструктуры дистанционного обучения – инсталляция программного, аппаратного и сетевого обеспечения, администрирование системы управления курсами и обучением, системы аудио-/видеоконференций, регистрации и отслеживания клиентов, их надлежащей работы, технической поддержки во время учебного процесса и т.п.[11]

Распространенной ошибкой является внедрение и применение ДОдля наглядности, или с целью замены преподавателя компьютером. Для устранения этого нужна Программа поддержки преподавателей-инструкторов дистанционного образования, которая может состоять из четырех компонент:

1. Курс повышения квалификации по учебным технологиям обязательный дистанционный курс повышения квалификации потенциальных преподавателей, авторов и дизайнеров дистанционных (и традиционных) курсов.
2. Программа индивидуальной поддержки преподавателей инструкторами с опытом разработки и преподавания дистанционных курсов для регулярной помощи и консультации в рабочем порядке.
3. Стандарты качества. Важнейшим инструментом обеспечения качества дистанционного учебного процесса является постоянная оценка каждого модуля, курса или программы согласно "Требованиям качества", которые необходимо разработать и ввести.
4. Построение политики поддержки преподавательского состава, как авторов курсов ("авторских" курсов, спецкурсов, а также курсов, рекомендованных министерством), так и преподавателей, инструкторов, тьюторов - всех участники учебного процесса от стадии его подготовки до проведения. Тьютор – организует эффективное изучение курса, проводит семинары и консультирует студентов, проверяет и комментирует письменные задания. Задачи тьютора: помочь получить максимальную отдачу от учебы; следить за ходом учебы; давать обратную связь по выполненным заданиям; проводить групповые тьюториалы; консультировать и поддерживать обучающихся; поддерживать заинтересованность в обучении на протяжении всего курса; предоставить возможность связываться с ЦДО посредством телефона, почты, электронной почты и компьютерных конференций
5. В идеале для разработки и преподавания дистанционных курсов нужен штатный персонал отделов, которые реализуют учебные услуги (аудиторные), но можно привлечь преподавателей, работающих с заочным отделением и со студентами, получающими второе высшее образование.[12]